㈠ 電位法測定pH值的原理是什麼
答:以玻璃電極為指示電極,飽和甘汞電極為參比電極,插入溶液中組成原電池。在25℃時,單位pH值標度相當於59.1mV電動勢變化值,在儀器上直接以pH讀數表示。溫度差異在儀器上有補償裝置。
電位法測得PH值?
電位分析法所用的電極被稱為原電池。原電池是一個系統,它的作用是使化學反應能量轉成為電能。此電池的電壓被稱為電動勢(EMF)。此電動勢(EMF)由二個半電池構成,其中一個半電池稱作測量電極,它的電位與特定的離子活度有關,如H+;另一個半電池為參比半電池,通常稱作參比電極,它一般是測量溶液相通,並且與測量儀表相連。
例如,一支電極由一根插在含有銀離子的鹽溶液中的一根銀導線製成,在導線和溶液的界面處,由於金屬和鹽溶液二種物相中銀離子的不同活度,形成離子的充電過程,並形成一定的電位差。失去電子的銀離子進溶液。當沒有施加外電流進行反充電,也就是說沒有電流的話,這一過程最終會達到一個平衡。在這種平衡狀態下存在的電壓被稱為半電池電位或電極電位。這種(如上所述)由金屬和含有此金屬離子的溶液組成的電極被稱為第一類電極。
此電位的測量是相對一個電位與鹽溶液的成分無關的參比電極進行的。這種具有獨立電位的參比電極也被稱為第二電極。對於此類電極,金屬導線都是覆蓋一層此種金屬的微溶性鹽(如:Ag/Agcl),並且插入含有此種金屬鹽陰離子的電解質溶液中。此時半電池電位或電極電位的大小取決於此種陰離子的活度。
此二種電極之間的電壓遵循能斯特(NERNST)公式:
將E0、R、T(298.15K即25℃)等數值代入上式既得:
E=59.16mv/25℃ per pH (式中已將ln(H3O+)轉化為pH)
式中R和F為常數,n為化合價,每種離子都有其固定的值。對於氫離子來講n=1。溫度「T」做為變數,在能斯特公式中起很大作用。隨著溫度的上升,電位值將隨之增大。對於每1℃的溫度變大,將引起電位0.2mv/per pH變化。用pH值來表示則每1℃第1pH變化0.0033pH值。
這也就是說:對於20~30℃之間和7pH左右的測量不需要對溫度變化進行補償;而對於溫度>30℃或<20℃和pH值>8pH或6pH的應用場合則必須對溫度變化進行補償。
pH值一電位一離子濃度之間的關系
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 OH離子
14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 H 離子
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 pH
+414.4···· ·· ····+.59.2 0 -59.2············ ···· -414.4 mv/25℃
從以上我們對PH測量的原理進行了分析而得知我們只要用一台毫伏計即可把PH值顯示出來。正確了解PH計原理與測量方法,更有助於我們合理、准確的使用PH計。同時,也讓PH計功能最大化,給大家帶來更多效益。